DE4401679A1 - Rührgerät mit einer Haltevorrichtung - Google Patents
Rührgerät mit einer HaltevorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Rührgerät mit einer
Haltevorrichtung, mit einem Rührwerkzeug und mit einer
Meßvorrichtung zum Messen des beim Rühren in das zu rührende
Medium eingeleiteten Drehmomentes.
Es sind bereits Rührgeräte bekannt, die mittels
Drehmomentmessung Informationen über die Änderung der
Viskosität des zu rührenden Mediums ermöglichen. Die Messung
des Drehmomentes erfolgt dabei mittels einer Torsions-
Meßwelle, die beispielsweise zwischen der Abtriebswelle des
Rührwerkes und dem Rührwerkzeug angeordnet sein kann. Das in
das zu rührende Medium eingeleitete Drehmoment bewirkt dann
eine definierte Torsion der Meßwelle, die mittels geeigneter
Sensorik detektiert und zur Bestimmung des Drehmomentes
verwendet wird. Dabei ist insbesondere nachteilig, daß die
Torsions-Meßwelle fest mit dem Rührwerksantrieb verbunden ist,
was eine entsprechend lange Bauform des Rührgerätes ergibt,
die in der Praxis meist hinderlich ist. Da Torsions-Meßwellen
nur mit sehr geringen Biegebeanspruchungen belastbar sind, ist
eine entsprechend aufwendige, statisch überbestimmte Lagerung
erforderlich, die zu Meßungenauigkeiten führen kann. Die
komplizierte, mehrfache Lagerung und die aufwendige Messung
der Biegeverformung an der sich drehenden Meßwelle sind
außerdem mit einem nicht unerheblichen Kostenaufwand
verbunden. Ferner kann die Torsions-Meßwelle nur mit einem
begrenzten Drehmoment belastet werden, weshalb die
vorbekannten Rührgeräte nahezu ausschließlich zu Meßzwecken
eingesetzt werden können.
Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Rührgerät der eingangs
genannten Art zu schaffen, das eine hohe Meßgenauigkeit
ermöglicht und dennoch preiswert herzustellen ist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das Rührwerk um
die Drehachse des Rührwerkzeuges oder um eine parallel dazu
angeordnete Achse an der Haltevorrichtung drehbar bzw.
schwenkbar gelagert ist und entgegen der Drehrichtung des
Rührwerkzeuges abgestützt ist, und daß die Meßvorrichtung zur
Erfassung der Reaktionskraft dieser Abstützung ausgebildet
ist.
Das Drehmoment kann also in überraschender Weise besonders
einfach durch Messung der Reaktionskraft mit einem ortsfesten
Sensor gemessen werden. Ein Abgreifen von Meßsignalen an der
sich drehenden Rührwerkswelle ist somit nicht erforderlich.
Für die Drehlagerung des Rührwerkes ist nur ein einziges
Lager, beispielsweise ein Wälzlager, gegebenenfalls ein
Vierpunkt-Dünnringlager, erforderlich, so daß sich insgesamt
ein einfacher und kostengünstiger Aufbau ergibt. Die statisch
bestimmte Lagerung ermöglicht außerdem eine besonders hohe
Meßgenauigkeit.
Bei Rührwerken mit mehreren, in unterschiedlichen Richtungen
drehenden Rührwerkswellen oder Rührwerkzeugen kann die
erfindungsgemäße Meßvorrichtung nur dann eingesetzt werden,
wenn die Summe aller das in das zu rührende Medium
eingeleiteten Drehmomente ungleich Null ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die
Haltevorrichtung ein feststehendes Halteteil und ein gegenüber
diesem drehbares Schwenkteil aufweist, mit dem das Rührwerk
lösbar verbindbar ist, und daß die Meßvorrichtung an der
Haltevorrichtung vorgesehen ist. Die für die Drehmomentmessung
erforderlichen Vorrichtungsteile sind somit lösbar mit dem
Rührwerk verbindbar, so daß diese nachträglich auch an solche
Rührwerke adaptiert werden können, die eigentlich nicht zur
Drehmomentmessung vorgesehen sind. Dadurch können insbesondere
auch Rührwerke älterer Bauart zur Drehmomentmessung verwendet
werden.
Zweckmäßigerweise ist das Schwenkteil als Schwenkplatte und
das Halteteil als Halteplatte ausgebildet, und zur Aufnahme
der Meßvorrichtung ist zwischen der Schwenkplatte und der
Halteplatte, insbesondere in der Halteplatte, eine Aussparung
vorgesehen. Die Meßvorrichtung ist dadurch besonders gut gegen
mechanische Beschädigung und gegen Verschmutzung geschützt.
Damit das Rührwerk besonders einfach und ohne Werkzeuge mit
der Haltevorrichtung verbindbar ist, ist vorgesehen, daß das
Rührwerk mit einer kraft- und/oder formschlüssigen
Steckverbindung in die Haltevorrichtung einsetzbar ist. Das
Rührwerk oder die Haltevorrichtung können dann bei Bedarf
leicht ausgetauscht werden.
Besonders günstig ist es, wenn die Haltevorrichtung eine
koaxial zu einem Drehlager angeordnete Einstecköffnung für
einen Zentrierstutzen oder dergleichen zur Abtriebswelle des
Rührwerkes zentriertes Gehäuseteil aufweist, in welche diese
von oben einsteckbar ist. Das Rührwerk ist dadurch automatisch
beim Einstecken in die Einstecköffnung zum Drehlager der
Haltevorrichtung zentriert. Die Meßgenauigkeit kann dadurch
erhöht werden, da Unwuchten und andere quer zur Drehachse des
Rührwerkzeuges wirkende Kräfte an dem Drehlager der
Haltevorrichtung abgestützt werden und dadurch nicht von der
Meßvorrichtung erfaßt werden.
Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, daß zum Einstecken
unterschiedlicher Rührwerke wenigstens ein Adapter für die
Einstecköffnung und/oder den Zentrierstutzen vorgesehen ist.
Die Haltevorrichtung kann dadurch auf einfache Weise an
Rührwerke unterschiedlichen Typs adaptiert werden, so daß auch
bei Rührwerken unterschiedlicher Bauart ein und dieselbe
Haltevorrichtung zur Drehmomentmessung verwendet werden kann.
Vorteilhaft ist, wenn die Einstecköffnung als Spannvorrichtung
mit einer insbesondere geschlitzten Spannhülse ausgebildet
ist, in die der Zentrierstutzen oder dergleichen zu der
Abtriebswelle des Rührwerkes zentriertes Gehäuseteil
einspannbar ist. Das Rührwerk ist dann in der Einstecköffnung
besonders gut zentriert und kann nicht seitlich gegenüber der
Drehachse der Haltevorrichtung verkippen. Außerdem ist das
Rührwerk axial fixiert, so daß es sich bei einer Unwucht oder
bei inhomogenen Rührmedien nicht so leicht aus der
Haltevorrichtung lösen kann.
Besonders günstig ist, wenn eine Zugentlastung für das
Stromversorgungskabel des Rührwerkes vorgesehen ist, die an
dem Halteteil oder einem fest mit diesem verbundenen Teil der
Haltevorrichtung angreift. Zugkräfte an dem Strom
versorgungskabel werden dadurch an dem ortsfesten Halteteil
abgestützt und können an der Meßvorrichtung keine
Reaktionskräfte bewirken, die Meßungenauigkeiten verursachen.
Die vorstehend genannte Aufgabe kann bei einem Rührgerät der
eingangs genannten Art, bei dem zusätzlich ein Rührgefäß zur
Aufnahme des zu rührenden Mediums vorgesehen ist, auch dadurch
gelöst werden, daß das Rührgefäß um die Drehachse des
Rührwerkzeuges oder um eine parallel dazu angeordnete Achse
drehbar bzw. schwenkbar gelagert ist, daß eine Abstützung
gegen Mitdrehen des Rührgefäßes mit dem Rührwerkzeug
vorgesehen ist, und daß die Meßvorrichtung zum Messen der auf
die Abstützung wirkenden Reaktionskraft ausgebildet ist. Zur
Messung des in das zu rührende Medium eingeleiteten
Drehmomentes kann also auch das Rührgefäß drehbar gelagert und
abgestützt werden, wobei das Drehmoment aus der Reaktionskraft
an der Abstützung ermittelt wird. In überraschender Weise ist
es dadurch möglich, das Drehmoment zu messen, ohne daß an dem
Rührwerk oder dessen Haltevorrichtung eine Meßvorrichtung
vorgesehen sein muß. Die Drehmomentmessung kann somit mit
einem entsprechenden Rührgefäß an beliebigen Rührgeräten
durchgeführt werden, ohne daß Veränderungen an dem Rührwerk
oder der Haltevorrichtung erforderlich sind.
Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, daß für das
Rührgefäß eine Aufnahmevorrichtung vorgesehen ist, die eine an
einem Basisteil drehbar gelagerte Gefäßhalterung aufweist, die
mit dem Rührgefäß drehfest verbindbar ist. Es können dann
nahezu beliebige, handelsübliche Rührgefäße verwendet werden,
wobei verschiedene, gegeneinander austauschbare Rührgefäße
vorgesehen sein können.
Damit auch unterschiedlich große Gefäße adaptierbar sind, ist
es vorteilhaft, wenn die Gefäßhalterung wenigstens einen
insbesondere verstellbaren Haltearm und/oder einen Haltegurt
aufweist.
Um eine möglichst hohe Meßgenauigkeit zu erreichen, muß das
Rührgefäß möglichst reibungsarm gelagert werden. Dies kann
dadurch erreicht werden, daß die Gefäßhalterung mittels eines
Axiallagers und eines davon getrennten Radiallagers drehbar in
dem Basisteil gelagert ist.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Abstützung zur Übertragung
von Drehmomenten in entgegengesetzten Richtungen ausgebildet
ist. Das Drehmoment kann dann auch bei reversierenden
Rührwerken oder bei unterschiedlichen Drehrichtungen gemessen
werden.
Eine Ausführungsform sieht vor, daß die Abstützung als Feder
ausgebildet ist. Die Reaktionskraft kann dann auf einfache
Weise in eine entsprechende Längenänderung der Feder,
insbesondere in eine kraft-weg-proportionale Längenänderung
umgesetzt werden, die mittels eines geeigneten
Meßwertaufnehmers detektiert werden kann.
In vorteilhafter Weise können als Meßwertaufnehmer ein
Wegmesser, der beispielsweise die Längenänderung der Feder
erfaßt, oder ein Encoder, der den drehmomentabhängigen
Verdrehwinkel des Rührwerkes bzw. des Rührgefäßes detektiert,
vorgesehen werden. Zweckmäßigerweise kommen hier käufliche
Sensoren zum Einsatz, die auf piezoelektrischen, induktiven,
kapazitiven oder optischen Verfahren beruhen.
Besonders vorteilhaft ist jedoch, wenn die Abstützung an einem
Biegebalken erfolgt und wenn wenigstens ein Dehnungs
meßstreifen zur Erfassung der Biegeverformung des Biegebalkens
vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich ein besonders einfacher
und kompakter Aufbau, der nur eine sehr kleine, kaum
wahrnehmbaren Verdrehung des Rührwerkes beziehungsweise des
Rührgefäßes erfordert und dennoch eine hohe Meßgenauigkeit
ermöglicht. Der Biegebalken ist außerdem besonders gut zur
Abstützung von Drehmomenten in unterschiedlichen Richtungen
geeignet.
Besonders günstig ist es, wenn der Biegebalken an einem Ende
fest eingespannt ist und an dem gegenüberliegenden Ende mit
einem Gleitlager abgestützt ist. Der Biegebalken kann dann
ausschließlich auf Biegung beansprucht werden; die Übertragung
von Axialkräften, welche die Meßwerte verfälschen, ist nicht
möglich.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß die Abstützung des
Biegebalkens punktförmig oder linienförmig erfolgt,
insbesondere durch einen zylindrischen Krafteinleitungsstift
oder einen Krafteinleitungsstift mit konvex ausgebildeter
Stiftkuppe. Das Gleitlager kann dann besonders reibungsarm die
Reaktionskräfte auf den Biegebalken übertragen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß zur
Abstützung des Biegebalkens zwei Krafteinleitungsstifte
vorgesehen sind, die an einander abgewandten Seitenflächen des
Biegebalkens oder dergleichen Abstützelement angreifen.
Dadurch ist es möglich, auch bei reversierenden Rührwerken die
Reaktionskräfte des Rührwerkzeuges besonders reibungsarm auf
die Biegebalken zu übertragen, so daß auch in diesem Fall eine
hohe Meßgenauigkeit erzielt werden kann.
Ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau kann
dadurch erreicht werden, daß der Biegebalken an einem
feststehenden Teil, insbesondere an dem Halteteil oder dem
Basisteil, fest eingespannt ist. Der Meßwertaufnehmer zur
Erfassung der Biegeverformung kann dann ebenfalls ortsfest
angeordnet werden, was eine besonders einfache und
vorteilhafte Führung der Meßkabel ermöglicht.
Besonders günstig ist es, wenn ein Überlastschutz für die
Meßvorrichtung vorgesehen ist, der als drehwinkelbegrenzendes
Anschlagelement ausgebildet ist. Der Einsatzbereich des
Rührgerätes kann dadurch erheblich erweitert werden, da das am
Rührwerkzeug maximal zulässige Drehmoment nicht mehr durch die
Meßvorrichtung begrenzt ist. Dadurch wird es insbesondere
möglich, auch mit empfindlichen Meßvorrichtungen, die
beispielsweise eine besonders genaue Messung kleiner
Drehmomente ermöglichen, ein robustes, industrietaugliches
Rührgerät zu realisieren.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß die Abstützung mit einer
Vorspannkraft beaufschlagt ist. Das Rührwerk bzw. das
Rührgefäß kann dann auch bei dynamischen Belastungen, die
insbesondere bei Unwuchten des Rührwerkzeuges auftreten
können, zuverlässig abgestützt werden. Bei reversierenden
Rührprozessen kann durch die Vorspannkraft ferner die
Meßgenauigkeit im Umkehrpunkt verbessert werden. Die
Vorspannkraft muß bei der Auswertung der Meßwerte,
beispielsweise durch Subtraktion eines der Vorspannkraft
entsprechenden Drehmomentes, berücksichtigt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß eine
elektronische Schaltung zur Verarbeitung, Filterung und/oder
Glättung der Meßwerte vorgesehen ist. Periodisch
wiederkehrende, kurzzeitige Störungen in den Meßwerten, die
beispielsweise durch eine Unwucht des Rührwerkzeuges
verursacht sind, können auf diese Weise herausgefiltert oder
geglättet werden. Langsame Änderungen oder Tendenzen der
Meßwerte, die insbesondere Rückschlüsse auf Viskositäts
änderungen des zu rührenden Mediums ermöglichen, sind dadurch
besser detektierbar.
Zweckmäßig ist, wenn die Meßvorrichtung eine Anzeige,
insbesonder eine Digitalanzeige aufweist. Das Drehmoment kann
dann von der Bedienperson an der Digitalanzeige in
Newtonmetern oder in Prozent bezogen auf einen Bezugswert
unmittelbar abgelesen werden.
Zur Ausgabe der Meßwerte kann auch eine Schnittstelle,
insbesondere eine Digitalschnittstelle vorgesehen sein. Das
Rührgerät kann dann an einem Prozeßrechner angeschlossen
werden, der, mittels entsprechender Referenzwerte, aus dem
Drehmoment die Viskosität des zu rührenden Mediums bestimmt.
Außerdem ist eine Prozeßsteuerung möglich, bei der abhängig
vom Drehmoment und/oder der Viskosität des Rührmediums der
Rührprozeß aktiv kontrolliert oder beeinflußt wird.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt (Ebene A-A in Fig. 2)
gehaltene Seitenansicht eines Rührgerätes mit
schwenkbar gelagertem Rührwerk, bei der eine
Haltevorrichtung mit einem Dreh- bzw. Schwenklager
und einem Biegebalken zur Abstützung des
strichliniert dargestellten Rührwerkes besonders gut
erkennbar ist,
Fig. 2 eine rückseitige Ansicht auf die Haltevorrichtung
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Aufsicht auf die Haltevorrichtung mit
Messvorrichtung entsprechend Fig. 1, bei der das
Schwenkteil gebrochen dargestellt ist, damit die
Lagerung des Biegebalkens erkennbar ist,
Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht
auf eine drehbar gelagerte Aufnahmevorrichtung für
ein Rührgefäß, die an einem Biegebalken abgestützt
ist,
Fig. 5 eine Ansicht auf die Querschnittsebene A-A der
Aufnahmevorrichtung aus der in Fig. 4 mit Pfeilen
angedeuteten Richtung und
Fig. 6 eine Teilseitenansicht des Krafteinleitungsstiftes an
dem Gleitlager des Biegebalkens, welche die konvex
geformte Stiftkuppe erkennen läßt.
Ein im ganzen mit 1 bezeichnetes Rührgerät mit einer
Meßvorrichtung 2 zum Messen in das beim Rühren in das zu
ruhrende Medium eingeleiteten Drehmomentes weist ein Rührwerk
3 auf, das an einer Haltevorrichtung 4 um die Drehachse des
Rührwerkzeuges drehbar bzw. schwenkbar gelagert ist und
entgegen der Drehrichtung des Rührwerkzeuges an einem
Biegebalken 5 federnd abgestützt ist. Die Meßvorrichtung 2
weist an dem Biegebalken 5 Dehnungsmeßstreifen auf, welche die
durch die Reaktionskraft der Abstützung des Rührwerkes 3 an
dem Biegebalken 5 bewirkte Biegeverformung messen. Aus der
Biegeverformung wird die Reaktionskraft und aus dieser das in
das zu rührende Medium eingeleitete Drehmoment ermittelt.
Die Haltevorrichtung 4 hat ein feststehendes Halteteil 6 und
ein gegenüber diesem drehbar gelagertes Schwenkteil 7, mit dem
das Rührwerk 3 lösbar verbindbar ist. Das Halteteil 6 und das
Schwenkteil 7 sind etwa plattenförmig ausgebildet und die
Meßvorrichtung 2 ist zwischen diesen beiden Teilen, in einer
Aussparung 8 des Halteteils 6 angeordnet. Der Biegebalken 5
ist dadurch besonders gut gegen mechanische Beschädigung
und/oder gegen Verschmutzung geschützt. Das Rührwerk 3 ist mit
dem Zentrierstutzen 9 der Abtriebswelle 10 kraftschlüssig in
eine koaxial zum Drehlager 11 angeordnete Einstecköffnung 12
von oben eingesetzt. Die Einstecköffnung 12 ist als
Spannvorrichtung mit einer geschlitzten Spannhülse 13
ausgebildet, mit welcher der Zentrierstutzen 9 des Rührwerkes
3 einspannbar ist. Die Spannhülse 13 wird mit einer seitlich
an der Haltevorrichtung 4 vorstehenden Rändelschraube 14
betätigt.
Das Rührwerk 3 ist somit auf einfache Weise lösbar mit der
Haltevorrichtung 4 verbindbar, so daß die Haltevorrichtung 4
mit verschiedenen Rührwerken 3 kombiniert werden kann. Damit
auch unterschiedliche Rührwerkstypen auf einfache Weise in die
Einstecköffnung 12 eingesteckt und dabei mit ihrer
Abtriebswelle 10 zu der Drehachse 15 des Drehlagers 11
zentriert werden können, sind entsprechende Adapter für die
Einstecköffnung 12 und/oder den Zentrierstutzen 9 vorgesehen.
Dadurch können insbesondere auch Rührwerke 3 älterer Bauart,
die eigentlich nicht für eine Drehmomentmessung vorgesehen
sind, in die Haltevorrichtung 4 eingesteckt und dadurch
nachträglich mit einer Vorrichtung zur Messung des
Drehmomentes erweitert werden.
Die Haltevorrichtung 4 weist an ihrer Rückseite eine
Trägerplatte 16 mit wenigstens einem, im Ausführungsbeispiel
der besseren lotrechten Fixierung wegen mit zwei
Stativanschlüssen 17 auf, mit denen die Haltevorrichtung 4 an
einem Haltestativ oder einem Haltestab befestigt werden kann.
Die Trägerplatte 16 hat eine seitlich offene Plattenaussparung
18 (Fig. 2) für die Durchführung des Stromversorgungskabels 19
des Rührwerkes 3. Die Plattenaussparung 18 ist so
dimensioniert, daß das Stromversorgungskabel 19 beim Schwenken
des Rührwerkes 3 nicht seitlich mit der Trägerplatte 16 in
Berührung geraten kann. An der Trägerplatte 16 ist außerdem
rückseitig eine Zugentlastung 20 für das Stromversorgungskabel
19 vorgesehen. Zugkräfte in dem Stromversorgungskabel 19
werden dadurch an der feststehenden Trägerplatte 16 abgestützt
und können sich nicht auf das drehbar gelagerte Rührwerk 3
übertragen und dabei Meßfehler verursachen. Zwischen der
Zugentlastung 20 und dem Rührwerk 3 ist das
Stromversorgungskabel 19 mit Abstand zur Haltevorrichtung 4
geführt, so daß es sich beim Verschwenken des Rührwerkes 3
frei bewegen kann.
Der Biegebalken 5 ist an einem Ende mit Halteschrauben 21 fest
an dem Halteteil 6 eingespannt und an dem gegenüberliegenden
Ende mit Gleitlagern 22 (Fig. 3) beidseitig abgestützt. Durch
die Einspannung des Biegebalkens 5 an dem ortsfesten Halteteil
6 ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau, bei dem auch die
Dehnungsmeßstreifen zur Messung der Biegeverformung des
Biegebalkens 5 ortsfest zum Halteteil 6 angeordnet sind.
Die Gleitlager 22 weisen je einen zylindrischen
Krafteinleitungsstift 23 auf, der den Biegebalken 5 jeweils an
einer ebenen Seitenfläche reibungsarm abstützt. Die
reibungsarme Lagerung ermöglicht eine besonders hohe
Meßgenauigkeit. Da an beiden Längsseiten des Biegebalkens 5
Gleitlager 22 vorgesehen sind, können Drehmomente in
entgegengesetzten Richtungen abgestützt werden, so daß im
Reversierbetrieb eine Drehmomentmessung in beide Richtungen
möglich ist.
An der Meßvorrichtung 2 ist außerdem beidseits des
Biegebalkens 5 an dem Halteteil 6 je ein ortsfestes
Anschlagelement 24 (Fig. 3) vorgesehen, das als Überlastschutz
für die Meßvorrichtung 2 dient und den Dreh- bzw.
Schwenkwinkel des Schwenkteiles 7 begrenzt. Eine unzulässig
starke Biegeverformung des Biegebalkens 5 wird dadurch
vermieden.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, mit einer
Aufnahmevorrichtung 25 für das Rührgefäß, die um die Drehachse
des Rührwerkzeuges oder parallel dazu drehbar in einem
Basisteil 26 drehbar gelagert und an einem Biegebalken 5
abgestützt ist. Die Messung des in das zu rührende Medium
eingeleiteten Drehmomentes erfolgt ähnlich wie bei der
Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 3 durch Dehnungsmeßstreifen,
welche die Biegeverformung des Biegebalkens 5 detektieren. Mit
der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform kann das in das zu
rührende Medium eingeleitete Drehmoment an beliebigen
Rürgeräten 3 gemessen werden, ohne daß an dem Rührgerät 3 oder
der Haltevorrichtung des Rührgerätes 3 ein Meßwertaufnehmer
oder eine entsprechende Sensorik erforderlich ist.
Die Aufnahmevorrichtung 25 weist eine Gefäßhalterung 27 mit
zwei an gegenüberliegenden Seiten des Rührgefäßes angeordneten
verstellbaren Haltearmen 28 auf, zwischen denen das Rührgefäß
drehfest einspannbar ist. Jeder der beiden Haltearme 28 hat
einen etwa parallel zur Rührachse ausgerichteten Haltestab 29,
der mit seinem unteren Ende an einer Grundplatte 30 zum
Aufstellen eines Rührgefäßes befestigt ist. An seinem oberen
Ende trägt der Haltestab 29 einen quer zur Rührachse
verschiebbaren Haltebügel 31, der mit einer Rändelschraube 32
an dem Haltestab 29 fixiert werden kann. Die Klemmfläche 33
des Haltebügels 31 ist mit einer Gummierung versehen, damit
ein auf der Grundplatte 30 abgestelltes Rührgefäß rutsch- und
drehfest zwischen den beiden Haltebügeln 31 eingespannt werden
kann.
Die Grundplatte 30 ist mit einem Axiallager 34 und einem
separaten Radiallager 35 um die Rührachse drehbar an dem
Basisteil 26 gelagert. Die separaten Radial- und Axiallager
ergeben eine besonders leichtgängige Drehlagerung, die eine
hohe Meßgenauigkeit ermöglicht.
Die Grundplatte 30 ist mit einem Gleitlager 22′ (Fig. 5) an dem
der Drehachse 25 zugewandten Ende eines Biegebalkens 5
abgestützt, der mit seinem anderen Ende mit Halteschrauben 21
fest mit dem Basisteil 26 verbunden ist. Das Gleitlager 22′
hat einen mit der Grundplatte 30 fest verbundenen
Krafteinleitungsstift 23′ mit einer konvex geformten
Stiftkuppe 27 (Fig. 6), welche die Grundplatte 30 an dem
Biegebalken 5 reibungsarm abstützt. Das Einleiten eines
Drehmomentes in das zu rührende Medium bewirkt eine
Biegeverformung des Biegebalkens 5, die mit an dem Biegebalken
5 vorgesehenen Dehnungsmeßstreifen gemessen und zur Bestimmung
des Drehmomentes verwendet wird.
An dem Basisteil 26 ist ein Stativstab 38 angeschraubt, an dem
ein Rührwerk 3 befestigt werden kann (Fig. 4).
Das Rührgerät 1 mit einem Rührwerkzeug und einer
Meßvorrichtung 2 zum Messen des beim Rühren in das zu rührende
Medium eingeleiteten Drehmomentes ist an seiner
Haltevorrichtung 4 um die Drehachse des Rührwerkzeuges drehbar
bzw. schwenkbar gelagert und entgegen der Drehrichtung des
Rührwerkzeuges abgestützt. Die Messung des Drehmomentes
erfolgt mittels eines Meßwertaufnehmers, der die
Reaktionskraft dieser Abstützung direkt oder indirekt erfaßt.
Für die Drehmomentmessung kann ein ortsfester Meßwertaufnehmer
verwendet werden und die Drehmomentmessung erfordert nur ein
einziges Drehlager 11.
Claims (25)
1. Rührgerät (1) mit einer Haltevorrichtung (4), mit einem
Rührwerkzeug und mit einer Meßvorrichtung (2) zum Messen
des beim Rühren in das zu rührende Medium eingeleiteten
Drehmomentes, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (3)
um die Drehachse des Rührwerkzeuges oder um eine parallel
dazu angeordnete Achse an der Haltevorrichtung (4) drehbar
bzw. schwenkbar gelagert ist und entgegen der Drehrichtung
des Rührwerkzeuges abgestützt ist, und daß die
Meßvorrichtung (2) zur Erfassung der Reaktionskraft dieser
Abstützung ausgebildet ist.
2. Rührgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Haltevorrichtung (4) ein feststehendes Halteteil (6) und
ein gegenüber diesem drehbares Schwenkteil (7) aufweist,
mit dem das Rührwerk (3) lösbar verbindbar ist, und daß
die Meßvorrichtung (2) an der Haltevorrichtung (4)
vorgesehen ist.
3. Rührgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schwenkteil (7) als Schwenkplatte und das
Halteteil (6) als Halteplatte ausgebildet sind, und daß
zur Aufnahme der Meßvorrichtung (2) zwischen der
Schwenkplatte und der Halteplatte, insbesondere in der
Halteplatte, eine Aussparung (8) vorgesehen ist.
4. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rührwerk (3) mit einer kraft
und/oder formschlüssigen Steckverbindung in die
Haltevorrichtung (4) einsetzbar ist.
5. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (4) eine koaxial
zu einem Drehlager (11) angeordnete Einstecköffnung (12)
für einen Zentrierstutzen (9) oder dergleichen zur
Abtriebswelle (10) des Rührwerkes (3) zentriertes
Gehäuseteil aufweist, in welche diese von oben einsteckbar
ist.
6. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Einstecken unterschiedlicher
Rührwerke (3) wenigstens ein Adapter für eine
Einstecköffnung (12) und/oder den Zentrierstutzen (9)
vorgesehen ist.
7. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einstecköffnung (12) als
Spannvorrichtung mit einer insbesondere geschlitzten
Spannhülse (13) ausgebildet ist, in die der
Zentrierstutzen (9) oder dergleichen zur Abtriebswelle
(10) des Rührwerkes (3) zentriertes Gehäuseteil
einspannbar ist.
8. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Zugentlastung (20) für das
Stromversorgungskabel (19) des Rührwerkes (3) vorgesehen
ist, die an dem Halteteil (6) oder einem fest mit diesem
verbundenen Teil der Haltevorrichtung (4) angreift.
9. Rührgerät nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, mit einem
Rührgefäß zur Aufnahme des zu rührenden Mediums, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rührgefäß um die Drehachse des
Rührwerkzeuges oder um eine parallel dazu angeordnete
Achse drehbar bzw. schwenkbar gelagert ist, daß eine
Abstützung gegen Mitdrehen des Rührgefäße mit dem
Rührwerkzeug vorgesehen ist, und daß die Meßvorrichtung (2)
zum Messen auf der die Abstützung wirkenden
Reaktionskraft ausgebildet ist.
10. Rührgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für
das Rührgefäß eine Aufnahmevorrichtung (25) vorgesehen
ist, die einer an einem Basisteil (26) drehbar gelagerte
Gefäßhalterung (27) aufweist, die mit dem Rührgefäß
drehfest verbindbar ist.
11. Rührgerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gefäßhalterung (27) wenigstens einen insbesondere
verstellbaren Haltearm (28) und/oder einen Haltegurt
aufweist.
12. Rührgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gefäßhalterung (27) mittels eines
Axiallagers (34) und eines davon getrennten Radiallagers
(35) drehbar in dem Basisteil (26) gelagert ist.
13. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abstützung zur Übertragung von
Drehmomenten in entgegengesetzten Richtungen ausgebildet
ist.
14. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß als Abstützung eine Feder vorgesehen
ist.
15. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Meßwertaufnehmer zur indirekten
Messung der Reaktionskraft, insbesondere ein Encoder oder
ein Wegmesser, vorgesehen ist.
16. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abstützung an einem Biegebalken (5)
erfolgt und daß wenigstens ein Dehnungsmeßstreifen zur
Erfassung der Biegeverformung des Biegebalkens (5)
vorgesehen ist.
17. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß der Biegebalken (5) an einem Ende fest
eingespannt ist und an dem gegenüberliegenden Ende mit
einem Gleitlager (22, 22′) abgestützt ist.
18. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abstützung des Biegebalkens (5)
punktförmig oder linienförmig erfolgt, insbesondere durch
einen zylindrischen Krafteinleitungsstift (23) oder einen
Krafteinleitungsstift (23′) mit konvex ausgebildeter
Stiftkuppe (37).
19. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Abstützung des Biegebalkens (5)
zwei Krafteinleitungsstifte (23, 23′) vorgesehen sind, die
an einander abgewandten Seitenflächen des Biegebalkens (5)
oder dergleichen Abstützelement angreifen.
20. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß der Biegebalken (5) an einem
feststehenden Teil, insbesondere an dem Halteteil (6) oder
dem Basisteil (26) fest eingespannt ist.
21. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Überlastschutz für die
Meßvorrichtung (2) vorgesehen ist, der als Drehwinkel
begrenzendes Anschlagelement (24) ausgebildet ist.
22. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abstützung mit einer Vorspannkraft
beaufschlagt ist.
23. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß eine elektronische Schaltung zur
Verarbeitung, Filterung und/oder Glättung der Meßwerte
vorgesehen ist.
24. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (2) eine Anzeige,
insbesondere eine Digitalanzeige, aufweist.
25. Rührgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Ausgabe der Meßwerte eine
Schnittstelle, insbesondere eine Digitalschnittstelle
vorgesehen ist.
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